Bài giảng GIS đại cương (Principles of GIS) - Chương 4: Mô hình dữ liệu GIS (thuộc tính) - Nguyễn Duy Liêm

1Mô hình dữ liệu GIS (thuộc tính) TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH KHOA MÔI TRƯỜNG & TÀI NGUYÊN BỘ MÔN GIS & TÀI NGUYÊN Copyright © 2021 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Mô hình dữ liệu GIS (thuộc tính) Nội dung  Mô hình quan hệ Bảng (quan hệ), hàng (bộ), cột (thuộc tính), ô (giá trị) Khóa chính, khóa ngoại Lược đồ quan hệ Các loại quan hệ: 1-1, 1-n, n-1, n-n  Liên kết mô hình dữ liệu không gian với thuộc tính Vector Raster 2 Copyright © 2021 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Mô hình dữ liệu GIS (thuộc tính) STT Họ tên Năm sinh 1 Nguyễn Văn A 1991 2 Bùi Thị B 1992 3 Phạm Văn C 1993 Mô hình quan hệ là gì?  Mô hình quan hệ = Bảng dữ liệu 2 chiều được đặt tên Bộ = Hàng  thể hiện đối tượng Trường thuộc tính = Cột  thể hiện thuộc tính của đối tượng Giá trị = Ô  thể hiện giá trị của 1 thuộc tính của 1 đối tượng 3 Bảng (quan hệ Sinh viên) Cột (trường thuộc tính Năm sinh) Hàng (bộ ứng với đối tượng có STT = 2) Ô (giá trị thuộc tính Năm sinh của đối tượng có STT = 2) Copyright © 2021 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Mô hình dữ liệu GIS (thuộc tính) Bài tập 1  Cho quan hệ thời khóa biểu của sinh viên: Liệt kê các trường thuộc tính? Xác định bộ ứng với Mã MH= 218120? Có tất cả bao nhiêu bộ? Xác định giá trị STC của đối tượng có Mã MH= 218116? 4 2:001 598765432143210End Copyright © 2021 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Mô hình dữ liệu GIS (thuộc tính) Loại đất Sử dụng đất Đất thịt pha cát Sắn Đất cát pha Lúa Đất cát pha Rừng Loại đất Hệ số xói mòn đất Đất cát pha 0,10 Đất thịt pha cát 0,25 Đất thịt 0,35 Khóa chính, khóa ngoại  Khóa Tập hợp 1 hoặc nhiều thuộc tính dùng để xác định duy nhất 1 bộ trong quan hệ. Tên khóa được gạch dưới nét liền/ nét đứt. 6 Khóa  Khóa ngoại Một hoặc nhiều thuộc tính trong quan hệ này được tham chiếu đến khóa chính của một quan hệ khác.  Tên của khóa ngoại được gạch dưới nét đứt.  Khóa chính Một khóa được chọn để xác định duy nhất 1 bộ trong quan hệ.  Tên khóa chính được gạch dưới nét liền. Khóa ngoại Khóa chính STT Họ tên Năm sinh 1 Nguyễn Văn A 1991 2 Bùi Thị B 1992 3 Phạm Văn C 1993 Xói mòn đất Sử dụng đất Copyright © 2021 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Mô hình dữ liệu GIS (thuộc tính) Bài tập 2  Cho quan hệ thời khóa biểu của giảng viên: Xác định các khóa? Khóa nào khóa chính? Khóa nào khóa ngoại? 7 259 276 1:000 59876543214321End So sánh khóa chính, khóa ngoại Khóa chính Xác định duy nhất 1 bộ trong quan hệ Không chấp nhận giá trị rỗng Chỉ có 1 khóa chính trong 1 bảng Khóa ngoại Là 1 trường trong bảng này và là khóa chính trong 1 bảng khác Có thể chấp nhận nhiều giá trị rỗng Có thể có nhiều khóa ngoại trong 1 bảng 9 Copyright © 2021 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Mô hình dữ liệu GIS (thuộc tính)  Mỗi quan hệ được đặt tên và theo sau là tên các thuộc tính của quan hệ được ghi trong hai dấu ngoặc đơn.  Ví dụ: Sử dụng đất (Sử dụng đất, Loại đất)  Quan hệ Sử dụng đất có 2 thuộc tính là Sử dụng đất và Loại đất. Trong đó, Sử dụng đất là khóa chính, Loại đất là khóa ngoại. Xói mòn đất (Loại đất, Hệ số xói mòn đất)  Quan hệ Xói mòn đất có 2 thuộc tính là Loại đất và Hệ số xói mòn đất. Trong đó, Loại đất là khóa chính. Sử dụng đất Lược đồ quan hệ 10 Loại đất Sử dụng đất Đất thịt pha cát Sắn Đất cát pha Lúa Đất cát pha Rừng Loại đất Hệ số xói mòn đất Đất cát pha 0,10 Đất thịt pha cát 0,25 Đất thịt 0,35 Xói mòn đất Copyright © 2021 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Mô hình dữ liệu GIS (thuộc tính) Bài tập 3  Hãy xác định khóa chính, khóa ngoại trong 4 quan hệ sau: Rạp chiếu phim (Mã số rạp, Tên rạp, Địa chỉ) Phim (Tên phim, Đạo diễn, Nước sản xuất, Ngày công chiếu, Thời lượng, Mã số rạp) Trạm đo mưa (Mã số trạm, Tên trạm, Kinh độ, Vĩ độ) Số liệu đo mưa (Số thứ tự, Mã số trạm, Ngày đo, Lượng mưa ngày) 11 2:001 598765432143210End Copyright © 2021 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Mô hình dữ liệu GIS (thuộc tính) Các loại quan hệ  Quan hệ một- một (1-1)  1 hàng của bảng này chỉ tham chiếu đến 1 hàng của bảng khác và ngược lại.  1 chiếc xe máy chỉ được cấp 1 biển số xe. 1 biển số xe chỉ được cấp cho 1 chiếc xe máy. 13 Biển số Tỉnh thành Quận huyện 59-X2- 000.01 TPHCM Thủ Đức 65-L1- 777.77 Cần Thơ Vĩnh Thạnh 29-K1- 111.11 Hà Nội Long Biên MS Nhãn hiệu Biển số 1 Honda 59-X2- 000.01 2 Yamaha 29-K1- 111.11 3 Suzuki 65-L1- 777.77 1 – 1 Xe máy Biển số xe máy Copyright © 2021 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Mô hình dữ liệu GIS (thuộc tính) Các loại quan hệ  Quan hệ một- nhiều (1-n)  1 hàng của bảng này có thể tham chiếu đến nhiều hàng của bảng khác. 1 hàng của bảng khác chỉ tham chiếu đến 1 hàng của bảng này.  Một công dân có quyền sở hữu nhiều xe máy. Một chiếc xe máy chỉ thuộc quyền sở hữu của một công dân. 14 STT Họ tên 1 Trần Văn A 2 Bùi Thị B 3 Phạm Văn C MS Nhãn hiệu Biển số Chủ xe 1 Honda 59-X2-000.01 Bùi Thị B 2 Yamaha 29-K1-111.11 Bùi Thị B 3 Suzuki 65-L1-777.77 Trần Văn A 4 Honda 43-E1-888.88 Phạm Văn C 1 – n Công dân Xe máy Copyright © 2021 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Mô hình dữ liệu GIS (thuộc tính) Các loại quan hệ  Quan hệ nhiều- một (n-1)  Nhiều hàng của bảng này có thể tham chiếu đến 1 hàng của bảng khác. Chỉ có 1 hàng của bảng khác tham chiếu đến 1 hàng của bảng này.  Nhiều xe máy có thể thuộc quyền sở hữu của một công dân. Chỉ có một công dân sở hữu một chiếc xe máy. 15 STT Họ tên 1 Trần Văn A 2 Bùi Thị B 3 Phạm Văn C MS Nhãn hiệu Biển số Chủ xe 1 Honda 59-X2-000.01 Bùi Thị B 2 Yamaha 29-K1-111.11 Bùi Thị B 3 Suzuki 65-L1-777.77 Trần Văn A 4 Honda 43-E1-888.88 Phạm Văn C n – 1 Công dânXe máy Copyright © 2021 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Mô hình dữ liệu GIS (thuộc tính) Các loại quan hệ  Quan hệ nhiều- nhiều (n-n) = (1-n) + (n-1)  1 hàng của bảng này có thể tham chiếu đến nhiều hàng của bảng khác và ngược lại.  Một sinh viên có thể đăng kí nhiều môn học. Một môn học có thể được đăng kí bởi nhiều sinh viên. 16 STT MSSV 1 11162002 2 12162010 3 13162021 STT Tên môn học 1 GIS đại cương 2 Viễn thám 3 GPS n – n Sinh viên Môn học STT Tên môn học MSSV 1 GIS đại cương 11162002 2 Viễn thám 11162002 3 GPS 12162010 4 GIS đại cương 13162021 Đăng kí môn học Copyright © 2021 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Mô hình dữ liệu GIS (thuộc tính) Bài tập 4  Hãy xác định loại quan hệ (1-1, 1-n, n-1, n-n) cho các trường hợp sau: Tỉnh- huyện: Một tỉnh có nhiều huyện. Một huyện chỉ thuộc một tỉnh. Quốc gia- Thủ đô: Một quốc gia có một thủ đô. Một thủ đô chỉ thuộc một quốc gia. Sân bay- Châu lục: Nhiều sân bay có thể tồn tại trong một châu lục. Một châu lục có thể có nhiều sân bay. Sông- Quốc gia Một con sông có thể chảy qua nhiều quốc gia. Một quốc gia có thể có nhiều con sông. Giảng đường- Trường đại học Nhiều giảng đường có thể tồn tại trong một trường đại học. Chỉ có một trường đại học chứa một giảng đường. 17 2:001 598765432143210End Liên kết mô hình dữ liệu không gian với thuộc tính Vector (Shapefile) Luôn có 2 trường: FID (số thứ tự), Shape (dạng hình học: điểm, đường, vùng) FID là khóa chính. Raster (ASCII GRID) Luôn có 3 trường: OID (số thứ tự), Value (giá trị định lượng), Count (số pixel ứng với Value) OID, VALUE có thể là khóa chính. 19 FID Shape 0 Point 1 Point FID Shape 0 Polyline 1 Polyline FID Shape 0 Polygon 1 Polygon OID Value Count 0 10 6 1 20 3 Liên kết mô hình dữ liệu không gian với thuộc tính Vector (Shapefile) 1 đối tượng ứng với 1 bộ Raster (ASCII GRID) Nhiều pixel tương ứng với 1 bộ 20 FID Shape Độ cao 0 Polyline 10 1 Polyline 20 2 Polyline 10 OID Value Count 0 10 6 1 20 3 x y 1● 2● 3● 4● ● 1 ● 2 ● 3 ● 4 10 10 10 20 10 20 10 20 10 ● 5 x y 1● 2● 3● 4● ● 1 ● 2 ● 3 ● 4 +A +C +B +D ● 5 +F +E Copyright © 2021 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Mô hình dữ liệu GIS (thuộc tính) Ví dụ  Trong hệ tọa độ Oxy (đơn vị: m), cho lớp vector (Shapefile) cây xanh chứa 4 đối tượng dạng điểm: Tọa độ A (4, 1), B (3/2, 3/2), C (2, 4), D (5, 5) Thuộc tính chiều cao cây (m) ứng với A, B, C, D lần lượt là 10, 20, 10, 30  Xây dựng mô hình quan hệ cho lớp cây xanh trên: Lược đồ quan hệ: tên quan hệ, tên thuộc tính, khóa chính? Bảng thuộc tính: tên cột, giá trị ô từng hàng? 21 Cây xanh (FID, Shape, Tên, Chiều cao) FID Shape Tên Chiều cao 0 Point A 10 1 Point B 20 2 Point C 10 3 Point D 30 Copyright © 2021 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Mô hình dữ liệu GIS (thuộc tính) Bài tập 5  Trong hệ tọa độ Oxy (đơn vị: m), cho lớp vector (Shapefile) cây xanh chứa 4 đối tượng dạng điểm: Tọa độ A (4, 1), B (3/2, 3/2), C (2, 4), D (5, 5) Thuộc tính chiều cao cây (m) ứng với A, B, C, D lần lượt là 10, 20, 10, 30  Chuyển lớp vector trên sang lớp raster (ASCII GRID) theo chiều cao cây với kích thước pixel 1 m. Từ đó, xây dựng mô hình quan hệ cho lớp cây xanh trên thể hiện chi tiết: 22 Lược đồ quan hệ: tên quan hệ, tên thuộc tính, khóa chính? Bảng thuộc tính: tên cột, giá trị ô từng hàng? Hết giờ (5 phút) Copyright © 2021 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Mô hình dữ liệu GIS (thuộc tính) Yêu cầu cần đạt  Quan hệ (bảng) là bảng dữ liệu 2 chiều được đặt tên.  Bộ (hàng) thể hiện đối tượng.  Trường thuộc tính (cột) thể hiện thuộc tính của đối tượng.  Giá trị (ô) thể hiện giá trị của 1 thuộc tính của 1 đối tượng.  Khóa chính là 1 khóa được chọn để xác định duy nhất một bộ trong quan hệ. Tên khóa chính được gạch dưới nét liền.  Khóa ngoại là 1 hoặc nhiều thuộc tính trong quan hệ này được tham chiếu đến khóa chính của một quan hệ khác. Tên của khóa ngoại được gạch dưới nét đứt.  Giữa các quan hệ có thể tồn tại quan hệ: 1-1, 1-n, n-1, n-n. 24